基于生物反饋的智能化神經(jīng)康復(fù)治療儀的研究.pdf

1、腦損傷和腦卒中是神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的常見(jiàn)病，目前大多數(shù)康復(fù)是通過(guò)物理療法，病人都是被動(dòng)的接受治療，效果不是很理想，并且增加醫(yī)護(hù)人員的負(fù)擔(dān)。因此開(kāi)發(fā)出新的治療方法和醫(yī)療儀器，有效的恢復(fù)病人的運(yùn)動(dòng)功能，減輕業(yè)已產(chǎn)生的原發(fā)障礙，預(yù)防繼發(fā)障礙的發(fā)生，提高病人的生活質(zhì)量成為康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要目標(biāo)。近年來(lái)，神經(jīng)肌肉電刺激(Neuromuscular Electrical Stimulation，NMES)——利用低頻電流對(duì)失去神經(jīng)控制的肌肉進(jìn)行刺激

2、，使其收縮，以替代或矯正器官及肢體喪失的功能，在臨床醫(yī)學(xué)中己較為廣泛地應(yīng)用于神經(jīng)康復(fù)治療。 論文在此背景下展開(kāi)研究。利用生物反饋(Biofeedback)技術(shù)和認(rèn)知再學(xué)習(xí)療法 (cognitive：Relearning)，研制了一種基于生物反饋的智能化神經(jīng)康復(fù)治療儀。采用 DSP(Digital Signal Processor)和CPLD(Complex Programmable Logic Device)技術(shù)，用一種全新的方

3、式把將肌電信號(hào)和神經(jīng)肌肉電刺激結(jié)合起來(lái)；通過(guò)大腦進(jìn)行生物反饋控制，把對(duì)病人的物理治療和心理治療結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行生物反饋人工智能判斷和調(diào)節(jié)、分析評(píng)估?？祻?fù)儀采用上、下位機(jī)的結(jié)構(gòu)模式，下位機(jī)以DSP為核心，協(xié)同完成微弱肌電信號(hào)檢測(cè)反饋，刺激信號(hào)輸出和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。使獲得的腦卒中患者肢體殘存的微弱電信號(hào)，經(jīng)主機(jī)處理后，形成閉環(huán)生物反饋電刺激系統(tǒng)。神經(jīng)康復(fù)治療儀的下位機(jī)部分的設(shè)計(jì)主要包括： (i)微弱肌電信號(hào)檢測(cè)放大器的設(shè)計(jì)；

4、(ii)基于DSP的數(shù)據(jù)采集及傳輸控制器的設(shè)計(jì)； (iii)基于DSP和CPLD相結(jié)合的多參數(shù)復(fù)雜刺激波形的恒流源刺激器設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)硬件部分采用DSP作為底層控制器件，利用CPLD芯片來(lái)代替常規(guī)刺激器的主要硬件電路的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了多種刺激波形、刺激頻率、刺激脈寬和刺激幅度的數(shù)字式可調(diào)；并把DSP從繁復(fù)的工作中解放出來(lái)，專(zhuān)注于肌電采集、人工智能判斷和閾值調(diào)整；通過(guò)鍵盤(pán)液晶顯示刺激參數(shù)選擇，提供友好的人機(jī)交互界面；擴(kuò)展了與上位